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1、【金版教程】2016年高中物理 2.10实验 测定电池的电动势和内阻课时精炼 新人教版选修3-11. 2014湖南十校高二测试(多选)如图所示为某同学做“测量一新型电池的电动势和内阻”的实验时得到的UI图象。根据该图象判断,下列说法正确的是()A. 该电池的电动势是20 VB. 该电池的内阻是10 C. 该电池的短路电流是0.8 AD. 该电池与灯泡L(10 V5 W)串联后,灯泡L能正常发光答案:AD解析:由于图线与纵轴的交点,即截距等于该电池电动势,故选项A正确;图线的斜率的大小等于该电池内阻,即r20 ,选项B错误;图象中图线与横轴的交点对应的电压值为零,此时为短路状态,截距即等于该电池
2、的短路电流1.0 A,选项C错误;灯泡L正常工作时的电阻R 20 ,与该电池内阻相等,所以题中电池与该灯泡串联后,灯泡和该电池内阻各分担10 V电压,灯泡能正常发光,选项D正确。2. 2013银川高二检测在测一节干电池(电动势约为1.5 V,内阻约为2 )的电动势和内阻的实验中,变阻器和电压表各有两个供选,电压表应该选_,变阻器应该选_()A. 电压表量程为15 VB. 电压表量程为3 VC. 变阻器为(20 ,3 A) D. 变阻器为(500 ,3 A)答案:BC解析:干电池电动势约为1.5 V,而A电压表量程为15 V,若用A则很难精确读数,误差太大,A不合适,故选B。变阻器电阻比电源的内
3、阻大几倍即可,阻值太大调节会不方便,故D不合适,故变阻器应该选C。3. 2015大连高二检测在“测定电源电动势和内阻”的实验中,为使实验效果明显且不损坏仪器,应选择下列哪种电源较好()A. 内阻较大的普通干电池 B. 内阻较小的普通蓄电池C. 小型交流发电机 D. 小型直流发电机答案:A解析:为了使电路中路端电压变化比较明显,应使用内阻较大的干电池。4. 2015朝阳区高二质检如下图所示,是甲、乙、丙三位同学设计的测量电池的电动势和内电阻的电路。电路中R1、R2为已知阻值的电阻。下列说法中正确的是()A. 只有甲同学设计的电路能测出电池的电动势和内电阻B. 只有乙同学设计的电路能测出电池的电动
4、势和内电阻C. 只有丙同学设计的电路能测出电池的电动势和内电阻D. 三位同学设计的电路都能测出电池的电动势和内电阻答案:D解析:图甲中可用EI1(rR1)、EI2(rR2)求得电源的电动势和内电阻,图乙中可用EU1r、EU2r求得电源的电动势和内电阻,而图丙中可用EU1I1r、EU2I2r求得电源的电动势和内电阻,故三位同学设计的电路都能测出电源的电动势和内电阻,故D正确。5. (多选)用伏安法测电池的电动势和内阻的实验中,下列说法中错误的是()A. 应选用旧的干电池作为被测电源,以使电压表读数变化明显B. 应选用内阻较小的电压表和电流表C. 移动滑动变阻器的滑片时,不能使滑动变阻器短路造成电
5、流表过载D. 使滑动变阻器阻值尽量大一些,测量误差才小答案:BD解析:伏安法测电池的电动势和内阻实验中,应选用内阻较大的电压表和内阻较小的电流表,滑动变阻器阻值不能太大,如果太大不便于调节。6. (多选)为测定电池的电动势和内阻,待测电池、开关、导线配合下列仪器可达到实验目的的是()A. 一只电流表和一只电阻箱B. 一只电压表和一只电阻箱C. 一只电流表和一个滑动变阻器D. 一只电压表和一个滑动变阻器答案:AB解析:由EIRIr知测E、r用一只电流表测电流,用电阻箱改变外电阻并可读出阻值,只要获得两组I、R数据即可求得E、r,用滑动变阻器无法确定接入电路的电阻,故A正确,C不可行;由EUr知测
6、E、r用一只电压表和一只电阻箱可获得两组U、R值求出E、r,故B正确;若用一只电压表和一个滑动变阻器不可以,因滑动变阻器接入电路的阻值无法确定,故D不能达到目的。7. 2014肇庆期末用电流表和电压表测定电池的电动势和内电阻,被测电源是两节干电池串联成的电池组。可供选择的实验器材如下:A. 电流表,量程00.6 A,03 AB. 毫安表,量程0100 A,0100 mAC. 电压表,量程03 V,015 VD. 滑动变阻器,01000 ,0.1 AE. 滑动变阻器,020 ,2 AF. 开关一个,导线若干(1)为了尽量得到较准确的实验结果,电流表应选_,量程应选_,电压表量程应选_,滑动变阻器
7、应选_。(2)有(甲)、(乙)两个可供选择的电路如图所示,应选_电路进行实验,实验中误差是由于_表的读数比真实值偏_(选填“大”或“小”)而引起的。答案:(1)A00.6 A03 VE(2)(乙)电流小解析:(1)由于电路中电流会大于0.1 A,电流表应选 A,量程为00.6 A,由于电源电动势为3 V,故电压表量程应选03 V,由于电池内电阻较小,故滑动变阻器用E。(2)(甲)图测得的电阻是电流表内阻RA与电源内阻r的串联值,由于RA与r相差不多,因而误差较大,(乙)图测得的电阻是电压表内阻RV与电源内阻r的并联值,由于RVr,因而误差较小,应选用(乙)电路。(乙)图中由于电压表的分流,电流
8、表的读数比真实干路电流偏小。8. 在测量电源的电动势和内阻的实验中,由于所用的电压表(视为理想电压表)的量程较小,某同学设计了如图所示的实物电路。(1)实验时,应先将电阻箱的电阻调到_。(选填“最大值”、“最小值”或“任意值”)(2)改变电阻箱的阻值R,分别测出阻值R010 的定值电阻两端的电压U,下列两组R的取值方案中,比较合理的方案是_。(选填“1”或“2”)方案编号电阻箱的阻值R/1400.0350.0300.0250.0200.0280.070.060.050.040.0(3)根据实验数据描点,绘出的R图象是一条直线。若直线的斜率为k,在坐标轴上的截距为b,则该电源的电动势E_,内阻r
9、_。(用k、b和R0表示)答案:(1)最大值(2)2(3)R0解析:(1)为了保护电路及电表,防止电路中电流过大,所以实验前应将电阻箱置于最大值接入电路中。(2)通过试值法来说明理由。若R300 ,电流约为 A0.03 A;若R60 ,电流约为 A0.13 A,后者电流读数大,误差小,选2较合适。(3)电流I,EI(RR0r),得R,R图象的斜率k,截距b,所以电动势E,内阻rR0。9. 2013浙江高考采用如图所示的电路“测定电池的电动势和内阻”。(1)除了选用下图中的部分器材外,_(填选项)。A. 还需要电压表B. 还需要电流表C. 还需要学生电源 D. 不再需要其他器材(2)测量所得数据
10、如下:用作图法求得电池的内阻r_;(3)根据第5次所测得的实验数据,求得电流表内阻RA_.答案:(1)A(2)(0.750.10)(3)0.22 解析:(1)选A,图中已有电流表、电阻箱和干电池,还缺少电压表。(2)作出UI图象,由图象斜率可求得r(0.750.10) 。(3)由欧姆定律得:RRA,得RAR0.22 。10. 2012重庆高考某中学生课外科技活动小组利用铜片、锌片和家乡盛产的柑橘制作了果汁电池,他们测量这种电池的电动势E和内阻r,并探究电极间距对E和r的影响,实验器材如图所示。(1)测量E和r的实验方案为:调节滑动变阻器,改变电源两端的电压U和流过电源的电流I,依据公式_,利用
11、测量数据作出UI图象,得出E和r。(2)将电压表视为理想表,要求避免电流表分压作用对测量结果的影响,请在图中用笔画线代替导线连接电路。(3)实验中依次减小铜片与锌片的间距,分别得到相应果汁电池的UI图象如图中(a)、(b)、(c)、(d)所示,由此可知:在该实验中,随电极间距的减小,电源电动势_(填“增大”、“减小”或“不变”),电源内阻_(填“增大”、“减小”或“不变”)。曲线(c)对应的电源电动势E_V,内阻r_,当外电路总电阻为2500 时,该电源的输出功率P_mW。(均保留三位有效数字)答案:(1)UEIr(2)见图(3)不变增大0.9754780.268解析:(1)由路端电压U、电动
12、势E及内阻r与电流的关系UEIr,可得UI图象。(2)因为电压表为理想表,且要求避免电流表分压作用对测量结果的影响,则电路图如图所示。实物连线见答案。(3)在UI图象中,U轴上的截距代表电动势,图线的斜率为内阻r,则电源电动势不变,电源内阻增大。图线(c)对应的E为0.975 V,r为478 ,当外电路总电阻为2500 时,输出功率P2R总0.268 mW。11. 用电流表和电压表测定电池的电动势E和内电阻r,所用的电路如图所示,一位同学测得的6组数据如下表中所示。组别I/AU/V10.121.3720.201.3230.311.2440.321.1850.501.1060.571.05(1)
13、试根据这些数据在图中作出UI图线。(2)根据图线得出电池的电动势E_V,根据图线得出的电池内阻r_。(3)若不作出图线,只选用其中两组U和I的数据,可利用公式EU1I1r1和EU2I2r2算出,这样做可能得出误差很大的结果,选用第_组和第_组数据,求得的E和r误差最大。答案:(1)见下图(2)1.450.70(3)34解析:(1)描点作图,舍去第四组数对应的点。图线如答案图所示。(2)U轴上的截距等于被测量的电动势,由于坐标轴上的数据准确到小数点后两位,所以我们读出的数据以此作标准。从图线上找出两个点,第一个点是I0(0,1.45),第二个点是I0.50 A(0.50,1.10),由此得出电动
14、势:E1.45 V内阻为:r 0.70 。(3)第3组和第4组数据。根据这两组数据列出方程,解得:E3.10 V,r6.0 。选用第3组和第4组数据求得的E和r误差最大。不需要利用所给的6组数据分别进行计算,利用作图就可看出这一点。选用这两组数据求E和r,相当于过图中3和4两点作一直线,利用此直线求出E和r,而此直线与所画的直线偏离最大,实际上,第4组数据不合理,已经排除。12. 如图甲是利用两个电流表A1和A2测量干电池电动势E和内阻r的电路原理图。图中S为开关,R为滑动变阻器,固定电阻R1和A1内阻之和为10000 (比r和滑动变阻器的总电阻大得多),A2为理想电流表。(1)按电路原理图在图乙虚线框内各实物图之间画出连线。(2)在闭合开关S前,将滑动变阻器的滑动端c移动至_(选填“a端”、“中央